"计算机操作系统第三版课后答案解析"

计算机操作系统是一种管理和控制计算机硬件和软件资源的系统软件。它的主要目标是为了提供有效性、方便性、可扩充性和开放性。 首先，有效性是指操作系统能够高效地管理和调度计算机资源，以达到最优的性能。通过合理的资源分配和调度算法，操作系统能够最大程度地提高计算机资源的利用率，使得计算任务能够快速地完成。 其次，方便性是指操作系统能够为用户提供友好的界面和操作方式，使得用户可以方便地使用计算机系统。通过命令行或图形界面，用户可以直接与操作系统进行交互，执行各种操作，而不需要了解底层的硬件细节。 同时，操作系统还具有可扩充性，即能够方便地扩展和增加新的功能。由于计算机技术的不断发展，新的硬件设备和软件功能不断出现，操作系统必须能够适应这些变化，并提供相应的支持。 最后，开放性是指操作系统能够提供公开接口和标准，使得其他软件开发者能够方便地开发和集成自己的应用程序和工具。通过开放的接口，不同的软件可以相互调用和共享资源，从而提高系统的整体效能和灵活性。 操作系统的作用主要表现在三个方面。 首先，操作系统作为用户与计算机硬件系统之间的接口。它提供了用户与计算机硬件之间的通信桥梁，使得用户可以通过命令行或图形界面与计算机系统进行交互。用户可以向操作系统发出命令和请求，操作系统则会根据用户的要求执行相应的操作。 其次，操作系统作为计算机系统资源的管理者。它负责对计算机硬件设备和软件资源进行管理和调度，以确保它们能够有效地被利用。操作系统通过合理的资源分配和调度算法，实现了对计算机资源的优化管理，提高了整个系统的性能和吞吐量。 最后，操作系统实现了对计算机资源的抽象。通过在计算机硬件上安装多层系统软件，操作系统增强了系统功能，并隐藏了对硬件操作的细节。例如，在裸机上安装了I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象。在第一层软件上再安装了文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。通过这种方式，操作系统为用户提供了一个统一的接口和视图，使得用户可以方便地使用计算机资源，而不需要了解底层的硬件细节。 推动多道批处理系统形成和发展的主要动力来自于四个方面的社会需求与技术发展。 首先，不断提高计算机资源的利用率是一个重要的社会需求。随着计算机技术的不断进步，计算机的性能和存储容量都在不断增加。而传统的单道批处理系统只能一次执行一个任务，导致计算机资源的利用率较低。多道批处理系统的出现，可以同时运行多个任务，充分利用计算机的资源，提高了计算机资源的利用率。 其次，方便用户是另一个推动多道批处理系统发展的因素。在过去，用户需要通过手动切换程序和输入数据来完成计算任务，操作繁琐且容易出错。而多道批处理系统可以自动地切换程序和输入数据，用户只需将任务提交给操作系统即可，大大提高了用户的操作效率和便利性。 同时，器件的不断更新换代也推动了多道批处理系统的发展。随着技术的进步，计算机硬件设备和外设不断更新，新增了更多的设备和接口。多道批处理系统可以在这些新设备上提供支持，并能够自动地适配和管理不同的设备。 最后，计算机体系结构的不断发展也推动了多道批处理系统的形成。计算机体系结构的进化带来了更高的性能和更好的可扩展性，为多道批处理系统的实现提供了条件。新的体系结构可以支持更多的并行计算和多任务处理能力，使得多道批处理系统更加高效和灵活。 脱机I/O和联机I/O是操作系统中的一个重要概念。脱机I/O指的是事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，然后根据需要将其输入到计算机中。脱机I/O可以大大提高计算机操作的效率和灵活性，减少了用户等待的时间。 而联机I/O则是指计算机系统与外部设备实时交互的方式。在联机I/O中，计算机系统与外部设备可以实时地进行数据交换和通信。联机I/O适用于对实时性要求较高的计算任务，可以快速地与外部设备进行交互和处理数据。 综上所述，计算机操作系统在设计和发展过程中，主要追求有效性、方便性、可扩充性和开放性四个目标。它作为用户与计算机硬件之间的接口、计算机资源的管理者以及对计算机资源的抽象实现，为用户提供了便捷、高效的计算环境。而多道批处理系统的形成和发展是由社会需求和技术发展推动的，通过提高计算机资源的利用率、方便用户、适应新的硬件设备和体系结构的变化，为计算机系统的性能和功能提供了持续的改进和提升。脱机I/O和联机I/O是操作系统中的两个重要概念，分别适用于不同的计算任务和外部设备交互方式。通过对这些概念和原理的理解，可以更好地理解和应用计算机操作系统。